集成車間管控功能的非標自動化控制系統(tǒng)開發(fā)平臺關鍵技術研究.pdf

1、德國于2011年漢諾威工業(yè)博覽會上提出工業(yè)4.0的概念并隨后納入國家發(fā)展戰(zhàn)略，我國也在2015年提出了“中國制造2025”的國家規(guī)劃，但由于我國制造業(yè)的自動化水平還比較弱，在工業(yè)4.0的關鍵技術，尤其是“智慧工廠”的實施上還顯得基礎薄弱。隨著定制化生產(chǎn)逐漸成為新的發(fā)展趨勢，非標自動化設備的應用越來越廣泛。作為非標自動化設備的大腦，其控制系統(tǒng)和車間管控系統(tǒng)的快速靈活開發(fā)可減少產(chǎn)品的研發(fā)周期，適應快速多變的市場需求。當前我國非標自動化控制系

2、統(tǒng)開發(fā)平臺與國外相比還有很大差距，尤其體現(xiàn)在支持車間管控功能的控制器以及車間級網(wǎng)絡化管控系統(tǒng)方面。
　　針對上述所面臨的問題，本文基于遵循IEC61131-3標準的CoDeSys軟PLC集成開發(fā)環(huán)境（以下均簡稱“CoDeSys”）和EtherMAC(Ethernet for ManufactureAutomation Control)工業(yè)實時以太網(wǎng)總線（以下均簡稱“EtherMAC總線”）對集成車間管控功能的非標自動化控制系統(tǒng)開發(fā)

3、平臺（以下均簡稱“開發(fā)平臺”）的功能需求進行了分析并對其關鍵技術進行研究，給出了一種工業(yè)以太網(wǎng)組件庫分層集成方案以及車間現(xiàn)場的集中管控方案，為智慧工廠在我國現(xiàn)階段情況下的實施提供了底層控制系統(tǒng)的技術支持和車間管控系統(tǒng)的實施方案。
　　開發(fā)平臺在控制器部分主要實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)組件庫及應用功能庫與CoDeSys的集成，其中對EtherMAC總線協(xié)議進行分析，將工業(yè)以太網(wǎng)總線組件庫設計為通信層、接口層和IEC層這三層結構，以此將工業(yè)以太網(wǎng)

4、的通信功能、接口功能以及IEC應用功能分開，做到低耦合、高內(nèi)聚，并對CoDeSys已有的功能庫進行豐富和二次封裝，使其應用更加方便靈活;在管控系統(tǒng)部分主要實現(xiàn)車間管控功能的HMI(Human Machine Interface)組件、數(shù)據(jù)庫組件以及OPC通信組件，用于管控系統(tǒng)的人機交互、數(shù)據(jù)存取以及管控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。通過以上設計，可提高控制系統(tǒng)的柔性和可擴展性。在控制系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口的支持下，設計的車間管控系統(tǒng)可實現(xiàn)現(xiàn)